隨著科技的不斷進步和航空、航天、醫療、體育等領域的發展,鈦合金的應用越來越廣泛,市場需求持續增長。為了滿足市場需求,鈦合金的技術不斷創新,新型鈦合金不斷涌現,提高了鈦合金的性能和加工效率。
鈦合金指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀50~60年代,主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金。70年代開發出一批耐蝕鈦合金,80年代以來,耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件,其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。
鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關,最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%,但其強度低、塑性高。99.5%工業純鈦的性能為:密度ρ=4.5g/cm3,熔點為1725℃,導熱系數λ=15.24W/(m.K),抗拉強度σb=539MPa,伸長率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。鈦合金具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗蝕性能很好。另外,鈦合金的工藝性能差,切削加工困難,在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差,生產工藝復雜。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要,使鈦工業以平均每年約 8%的增長速度發展。
鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件,其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業中應用,用于制作電解工業的電極,發電站的冷凝器,石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用于生產貯氫材料和形狀記憶合金等。
根據美國地質調查局(USGS)數據顯示,2022年,全球鈦礦資源儲量大約共7億噸,其中鈦鐵礦資源儲量達6.5億噸,占比92.99%;金紅石資源儲量為0.49億噸,占比7.01%。其中,中國鈦鐵礦儲量為1.9億噸,占比29%,位居全球第一,主要分布于四川、湖北、云南等省份,其中四川省鈦鐵礦儲量占全國儲量的89%。澳大利亞金紅石資源儲量為3100萬噸,占比63%,位居世界金紅石儲量第一。澳大利亞金紅石產量大,且品味較高,是中國金紅石進口的主要供應地之一。
近幾年國外把采用快速凝固/粉末冶金技術、纖維或顆粒增強復合材料研制鈦合金作為高溫鈦合金的發展方向,使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上。美國麥道公司采用快速凝固/粉末冶金技術成功地研制出一種高純度、高致密性鈦合金,在760℃下其強度相當于室溫下使用的鈦合金強度。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國鈦合金行業市場分析及發展前景預測報告》顯示:
隨著真空技術的突破以及智能計算機的廣泛應用,我國鈦合金生產效率大幅提升,熔煉質量和標準均有所提高,從而保障鈦合金產品的經濟效益;同時,高端化產業發展成為我國提升綜合實力的關鍵,帶動高質量鈦合金市場需求不斷提升,市場規模快速增長。2022年我國鈦合金產量約為15.27萬噸,同比增長12.36%。
數據顯示,2018-2022年,我國海綿鈦生產企業不斷淘汰落后產能,優化生產線設備和流程,提升自有產能,2022年,我國海綿鈦產能達18.1萬噸,產量為17.5萬噸,同比增長25.09%,產能利用率上漲至96.69%。2023年以來,市場恢復常態化運行,海綿鈦市場價格基本持穩,新興領域加速拓展,為海綿鈦產量擴大提供支撐,2023年第一季度,我國海綿鈦累計產量5.45萬噸,較2022年同期增長76.64%。
鈦合金行業是一個快速發展的行業,由于其具有高強度、耐腐蝕、高溫性能好等優點,因此在航空航天、汽車、醫療、化工等領域得到了廣泛的應用。未來,鈦合金行業的前景仍然非常廣闊。隨著21世紀科技飛速進步,鈦合金逐漸被用于制造航空、航天、軌道交通、汽車、生物醫學、傳動傳動件、海洋工程等領域。目前,鈦合金產業在世界范圍內發展蓬勃,并有望迎來更大的發展以及優勢擴大。
截至目前,我國已經成為了世界上最大的鈦金屬生產國之一,鈦合金已經廣泛應用于航空、航天、軍事、核能、醫療、海洋等領域,被譽為航空航天和現代軍艦的“高貴金屬”。全球鈦合金市場一直在增長,預計到2025年,總規模將達到496.43億美元。主要受航空航天產品、醫療設備、工業部件、發動機及汽車動力總成等特定領域的強勁需求所支撐。
隨著經濟的發展,各行業都需要不斷補充新的設備,以滿足不斷變化的市場需求。此外,由于鈦合金的制品的優越性以及它在某些特定領域的稀缺性,因此其需求量越來越大,成為行業非常重要的一部分。可持續發展已成為制造業與自然、社會協調的重要主題,綠色發展理念逐步成為共識。高端鈦合金生產企業開始重視綠色技術在產品工藝研發設計、生產制造,創新高效、節能、環保和可循環的新型制造工藝和裝備,不斷降低資源消耗和環境影響,實現企業經濟效益和社會效益的協調優化。綠色環保是發展高端鈦及鈦合金產品加工工藝的必然趨勢。
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